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C語言基礎及指針⑧文件IO

編輯：關於C

在結構體與指針中，我們了解到結構體與java中的類相似，也是一種自定義類型數據結構，也學習了結構的各種用法，以及簡單的應用。

在編寫應用程序的時候，文件IO操作是不可避免的，小到日志本地化收集，大到數據格式化存儲，都需要使用文件IO ，來操作文件流進行數據處理。在使用java開發的時候，我們有File類和FileReader,FileWriter類來搭配使用，也有FileInputStream,FileOutputStream和BufferedInputStream,BufferedOutputStream金牌組合。使得java中的文件IO很方便，下面我們就來看看簡單的java文件IO示例：

     // 讀取文件中的字符
    private static void readString() throws Exception{
        File _file = new File("e:"+separetor+"a.txt") ;
        if (!_file.exists()) {
            boolean createStatuts = _file.createNewFile() ;
            if (createStatuts) {
                System.out.println("創建了一個新文件 ，並且創建成功了");
            }else {
                System.out.println("創建新文件失敗");
            }
        }

        // 創建輸入流
        InputStream fileInputStream = new FileInputStream(_file) ;
        byte[] bytes = new byte[1024] ;
        int len = -1;
        StringBuffer buffer = new StringBuffer() ;
        while ((len = fileInputStream.read(bytes)) != -1) {
            buffer.append(new String(bytes,0,len)) ;
        }
        // 關閉輸入流
        fileInputStream.close() ;

        System.out.println(buffer.toString());
    }

    // 將字符串寫入文件
    private static void writeString() throws Exception{
        File _file = new File("e:"+separetor+"a.txt") ;
        if (!_file.exists()) {
            boolean createStatuts = _file.createNewFile() ;
            if (createStatuts) {
                System.out.println("創建了一個新文件 ，並且創建成功了");
            }else {
                System.out.println("創建新文件失敗");
            }
        }

        // 創建輸出流
        OutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(_file) ;
        String info = "《op 青空 pure rouge 君吻》《君吻 その目に映るもの piano》" ;
        fileOutputStream.write(info.getBytes()) ;
        // 關閉輸出流
        fileOutputStream.close() ;

    }

文件IO操作步驟：

1.創建一個File對象（需要操作的文件）
2.構建輸入輸出流
3.創建緩沖區，緩存讀寫數據（將流數據讀入到內存或寫入到磁盤）
3.關閉流（關閉文件流）

語言都是相通的，在C語言中文件IO的操作也是如上述幾步，下面我們就一起來看看：

/*讀取文本文件*/
void readTextFile() {
    char* path = "C:\\Users\\Zeno\\Documents\\Visual Studio 2015\\Projects\\Hello_C\\Hello_C\\StructPointer.c";

    // 打開文件
    FILE* fp = fopen(path, "r");
    if (fp == NULL)
    {
        printf("打開文件失敗\n");
        return;
    }
    // 字符緩沖區 ， 每次讀一個字符串 ， 都會緩存到字符數組中
    char buffer[1024];
    while (fgets(buffer, 1024, fp)) {
        printf("%s", buffer);
    }

    // 關閉文件流
    fclose(fp);

/*寫入文本文件*/
void writeTextFile() {
    char* path = "E:\\document\\write.txt";

    char* content = "如果 愛情是一場花火 ,一閃即逝的花火,我也要去追求\n如果 愛情是一場花火 ,一閃即逝的花火,我也要去追求\n";

    // 打開文件
    /*
        打開只寫文件，若文件存在則文件長度清為0，即該文件內容會消失。若文件不存在則建立該文件。
    */
    FILE* fp = fopen(path, "w");
    if (fp == NULL)
    {
        printf("打開文件失敗\n");
        return;
    }
    // 寫入文件
    fputs(content, fp);

    // 關閉文件流
    fclose(fp);
}
}

首先使用fopen函數得到一個文件指針，操作符r為讀取文件流，構建了一個buffer數據緩沖區，通過fgets函數循環讀取文件數據， fclose函數關閉文件流。在操作文件IO的時候，最重要的函數，莫過於fopen函數了，首先我們來看一下fopen函數的定義：

_ACRTIMP FILE* __cdecl fopen(
    _In_z_ char const* _FileName,
    _In_z_ char const* _Mode
    );

我們發現fopen函數，需要傳入文件全路徑名稱，還有一個_Mode ，這個是文件操作模式， C語言中文件操作主要依靠操作模式來辨別是輸入流還是輸出流的。
下面列舉一些常用的操作模式：

mode有下列幾種形態字符串:

r 打開只讀文件，該文件必須存在。

r+ 打開可讀寫的文件，該文件必須存在。

w 打開只寫文件，若文件存在則文件長度清為0，即該文件內容會消失。若文件不存在則建立該文件。

w+ 打開可讀寫文件，若文件存在則文件長度清為零，即該文件內容會消失。若文件不存在則建立該文件。

a 以附加的方式打開只寫文件。若文件不存在，則會建立該文件，如果文件存在，寫入的數據會被加到文件尾，即文件原先的內容會被保留。

a+ 以附加方式打開可讀寫的文件。若文件不存在，則會建立該文件，如果文件存在，寫入的數據會被加到文件尾後，即文件原先的內容會被保留。

值得注意的是，上述操作模式是針對文本文件的，如果要操作二進制文件，則需要在上述操作符後面加上b ，如rb,wb,ab ，等等。

不論是文本文件的操作還是字符文件的操作，都是，打開文件，創建緩沖區，讀寫文件。

二進制文件讀寫

/*讀寫二進制文件 -- 復制文件*/
void fileCopy() {
    char* currentPath = "E:\\android_pdf\\研磨設計模式.pdf";
    char* destPath = "E:\\android_pdf\\研磨設計模式_new.pdf";

    // 打開文件
    FILE* currentFile_P = fopen(currentPath, "rb");
    FILE* destFile_P = fopen(destPath, "wb");

    // 先讀取再寫入
    int buffer[1024]; // 數據緩沖區
    int len; // 每次讀取數據的長度
    while ((len = fread(buffer,sizeof(int),1024,currentFile_P)) != EOF)
    {
        // 將緩沖區裡的內容寫入到文件中
        fwrite(buffer, sizeof(int), len, destFile_P);
    }

    // 關閉流
    fclose(destFile_P);
    fclose(currentFile_P);
}

讀寫二進制和讀寫文本文件沒多少區別，最大的區別就是fopen函數中的模式的不同，文本文件是r,w ，二進制文件是rb,wb 。

了解了文件IO的基本操作，我們使用文件IO流寫一個加密解密的小程序。我們知道，所有的文件都是以二進制存儲的，我們看的文本文件，圖片文件，視頻文件，都是以二進制存儲在磁盤上的，那麼，我們可以將文件讀取出來，進行二進制運算，就可以將文件加密解密了。下面我們通過^異或運算來進行文件的加密解密，異或運算的規則如下:

0 ^ 1 得 1
1 ^ 1 得 0
0 ^ 0 得 0
1 ^ 0 得 1

相同為0 不同為1 , 例如，我們將4這個數加密，異或的數是5 ，下面我們來看看運算：

4的二進制是：0100
5的二進制是：0101
異或運算結果（加密）：4 ^ 5  == 0001    
異或運算結果（解密）： 0001 ^ 0101 == 0100   
由上述可見 ， ^一次為加密 ， 再^一次就是解密

代碼示例如下：

文件加密

/*加密文件*/
void encryptFile() {

    // 待加密文件路徑
    char* normal_path = "E:\\poto\\xj.jpg";
    // 加密後文件路徑
    char* encrypt_path = "E:\\poto\\xj_encrypt.jpg";

    //打開文件
    FILE* normal_fp = fopen(normal_path, "rb");
    FILE* encrypt_fp = fopen(encrypt_path, "wb");
    // 讀文件
    int buffer;
    while ((buffer = fgetc(normal_fp)) != EOF) {
        // 寫入文件
        fputc(buffer ^ 8, encrypt_fp);
    }

    printf("文件加密成功\n");

    // 關閉流
    fclose(encrypt_fp);
    fclose(normal_fp);
}

文件解密

/*文件解密*/
void decryptFile() {
    // 加密文件路徑
    char* encrypt_path = "E:\\poto\\xj_encrypt.jpg";
    // 解密文件路徑
    char* decrypt_path = "E:\\poto\\xj_deencrypt.jpg";

    // 打開文件
    FILE* encrypt_fp = fopen(encrypt_path, "rb");
    FILE* decrypt_fp = fopen(decrypt_path, "wb");

    // 讀取文件
    int buffer;
    while ((buffer = fgetc(encrypt_fp)) != EOF) {
        // 寫文件
        fputc(buffer ^ 8, decrypt_fp);
    }

    printf("文件解密成功\n");

    // 關閉流
    fclose(decrypt_fp);
    fclose(encrypt_fp);
}

了解了文件加密的原理，我們也可以推導出其他形式的加密，如帶密碼的文件加密解密，混合文件加密解密等等。

不知不覺C語言基礎系列已經寫了快十篇了，也快告一段落了，有了這些基礎知識，我們就可以去分析分析jni.h頭文件了，下一個系列是jni開發系列，我們學C語言就是為了能和java打交道，那麼下個系列我們就來學習C與java的橋梁， jni （Java Native Interface）技術。